[發明專利]一種防膨且可在線添加聚合物的壓裂乳液及其制備方法

有效

• 申請號: 202211069593.8
• 申請日: 2022-09-01
• 公開（公告）號: CN115417944B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 王晨;侯妍;費貴強;張康;代方方;楊曉武
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08F220/06
• 分類號: C08F220/06;C08F220/56;C09K8/68;C09K8/88
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 郭瑤

本發明公開了一種防膨且可在線添加聚合物的壓裂乳液及其制備方法。所述制備方法，包括以下步驟，將三丁胺和碳酸二甲酯作為油相物質溶解于白油當中，再加入復合乳化劑攪勻，以形成油相。將丙烯酰胺以及丙烯酸作為聚合物單體溶解于蒸餾水當中，加入氧化劑攪勻，以形成水相。將水相與油相進行混合，調節pH值，在低溫下緩慢加入還原劑進行引發反應，完成后繼續反應一定時間，得到目標產物。所述壓裂乳液防止施工過程中入井液體引起儲層中粘土膨脹、分散、運移造成對儲層的污染。且該壓裂乳液可在實施現場與其他配方水溶液混合直接使用，無需壓裂過程中聚合物溶解步驟。

技術領域

本發明屬于油田壓裂增產技術領域，具體涉及一種防膨且可在線添加聚合物的壓裂乳液及其制備方法。

背景技術

壓裂是當前油氣田開發最主要的增產措施，壓裂液能夠直接影響施工的成敗和改造效果，其能夠實現裂縫的充分延伸以及復雜裂縫連通，達到最大限度地提高裂縫的復雜性及改造體積的目標。壓裂液一般是由多種添加劑按一定配比形成非均質不穩定化學體系，而防膨劑和多種添加劑提前配制，需要額外的配液設備，占用一定的液罐，自動化程度低、勞動強度大、時效性低，嚴重影響壓裂施工進度，并且存在一定的安全環保風險。目前的壓裂液體系已難以滿足高效化、清潔化生產的需求，急需開發一種具有一劑多效、現配現用的壓裂乳液。

防膨劑是壓裂液的重要處理劑，能夠抑制壓裂液進入儲層引起黏土礦物的水化膨脹和分散運移，防止儲層滲透率降低。目前常用的壓裂用防膨劑主要有氯化鉀、氯化銨等無機鹽類、陽離子聚合物和小陽離子化合物，在傳統壓裂施工時，主要是將防膨劑、聚合物溶液與壓裂液混合一起注入至井下作業，其施工過程較為繁瑣。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種防膨且可在線添加聚合物的壓裂乳液及其制備方法，所述壓裂乳液具有防膨效果，可在實施現場與其他配方水溶液混合直接使用，無需壓裂過程中聚合物溶解步驟，所述壓裂乳液利用地底高溫觸發油相中的三丁胺季銨化，水溶性增強，其從油相轉移到水相當中，使其具有防膨效果。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明提供了一種防膨且可在線添加聚合物的壓裂乳液的制備方法，包括以下步驟：

S1：將三丁胺與碳酸二甲酯作為油相溶質溶解于白油當中，再加入復合乳化劑攪勻，形成油相；

S2：將丙烯酰胺與丙烯酸作為聚合物單體溶解于蒸餾水當中，再加入氧化劑攪勻，形成水相；

S3：將水相與油相混合均勻并調節pH值，在設定溫度下緩慢加入還原劑進行引發反應，引發反應結束后繼續攪拌設定時間，得到具有防膨功能的可在線添加聚合物的壓裂乳液。

本發明進一步，所述S1中，所述復合乳化劑為Span-80和Tween-80的復配，所述Span-80與Tween-80質量比為(1.5～2.0):1。

本發明進一步，所述S1中，所述白油與復合乳化劑質量比為2:(2.5～3)。

本發明進一步，所述S1中，所述三丁胺與碳酸二甲酯質量比為1:(2～4)，所述油相溶質與白油質量比為1:(4～5)。

本發明進一步，所述S2中，所述丙烯酰胺與丙烯酸摩爾比為(1～2):1，所述聚合物單體與蒸餾水質量比為1:(3～4)。

本發明進一步，所述S2中，所述氧化劑為叔丁基過氧化氫，所述叔丁基過氧化氫的質量為蒸餾水質量的1～2％。

本發明進一步，所述S3中，所述油相與水相質量比為1:(2～3)。

本發明進一步，所述S3中，所述還原劑為偏重亞硫酸鈉，所述偏重亞硫酸鈉的質量為蒸餾水質量的2～3％。

本發明進一步，所述S3中，所述pH值為6～8，所述設定溫度為15～19℃，所述設定時間為8～10h。